[发明专利]本质安全电源

说明书

技术领域

本发明涉及本质安全电源。

背景技术

在煤矿井下、石油化工、冶金等领域中，由于存在可爆炸性或可燃物，应用于这些领域的各种电气设备需要符合相关领域的防爆技术标准才能正式运行使用。本质安全电源就是应用于防爆领域的电源电路。

然而，现有的本质安全电源都是采用线性变压器制成的，为满足市电交流电使用需要，必须采用大体积的变压器，而且还存在闭环稳定性差、效率低、负载特性差的缺点。

发明内容

针对上述现有技术不足，本发明需要解决的技术问题是提供一种体积小、效率高、闭环特性好、负载特性好的本质安全电源。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为，本质安全电源，包括输入端口以及输出端口，还包括转换器、BUCK电路和PWM控制电路；转换器的输入端与输入端口连接，转换器的输出端连接到BUCK电路的输入端；BUCK电路的输出端通过一个光耦与PWM控制电路的输入端连接，PWM控制电路的输出端与转换器的控制端连接；BUCK电路的输出端与输出端口连接。本方案通过采用转换器、BUCK电路与PWM控制电路的组合，使市电输入的电流可以转化为高频电流，无需采用体积巨大的变压器，有效缩小体积，而且通过BUCK电路能有效提高效率，优化负载特性。

具体地，所述输出端口包括正输出端子和负输出端子；转换器的输出端包括输出正端和输出负端；BUCK电路的输入端包括正输入端和负输入端，BUCK电路的输出端包括正输出端和负输出端；BUCK电路的正输入端与转化器的输出正端连接，BUCK电路的负输入端与转换器的输出负端连接；BUCK电路的正输出端与输出端口的正输出端子连接，BUCK电路的负输出端与输出端口的负输出端子连接。

进一步的技术方案为，还包括取样电路和检测电路；所述BUCK电路与所述光耦之间通过该取样电路和检测电路连接；取样电路的一端与BUCK电路的输出端连接，取样电路的另一端与检测电路的输入端连接；取样电路的输出端与所述光耦连接。这样的方式使BUCK电路与检测电路组成双重保护功能，提高稳定性。

优选地，所述检测电路电路为过流过压检测电路；所述取样电路包括过压取样电路和过流取样电路。

具体地，所述过流取样电路为取样电阻R5；取样电阻R5串联于负输出端子与BUCK电路的负输出端之间；取样电阻R5的两端分别连接到过流过压检测电路；所述过压取样电路包括相互串联的取样电阻R3和取样电阻R4，过压取样电路的第一端与BUCK电路的正输出端连接，过压取样电路的第二端与BUCK电路的负输出端连接；取样电阻R3与取样电阻R4的节点连接到过流过压检测电路。

进一步的技术方案为，所述BUCK电路包括控制电路、开关管Q1、电感L1、二极管D1、电阻R1、电阻R2和电容C2；开关管Q1的正极为BUCK电路的正输入端；开光管Q1的控制极与控制电路的第一输出端连接；控制电路的参考端为BUCK电路的负输入端；开关管Q1的负极连接到电感L1的第一端；电感L1的第二端为BUCK电路的正输出端；二极管D1阴极连接到电感L1的第一端，二极管D1的阳极连接到控制电路的参考端；电阻R1与电阻R2的串联支路跨接于电感L1的第二端与二极管D1的阳极之间；电阻R1与电阻R2的节点与控制电路的第二输出端连接；电容C2跨接于电感L1的第二端与二极管D1的阳极之间；二极管D1的阳极为BUCK电路的负输出端。

再进一步的技术方案为，BUCK电路和/或PWM控制电路还连接有软启动输出电路。这样的方案可使电源关断后，重新启动时有一个软启动过程，不会马上启动，避免电路损坏。

优选地，所述控制电路还设有软启动输出端；所述软启动输出电路为电容C3；该电容C3连接于控制电路的软启动输出端与参考端之间。

本发明的本质安全电源改变了传统的线性变压器的形式，减小体积的同时，大幅提高电源的转换效率，保障电压的稳定性，优化负载特性。

附图说明

图1是本发明本质安全电源的结构示意图。

图2是本发明本质安全电源的转换器示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的本质安全电源，包括输入端口1以及输出端口2，还包括转换器3、BUCK电路4和PWM控制电路5；转换器3的输入端与输入端口1连接，转换器3的输出端连接到BUCK电路4的输入端；BUCK电路4的输出端通过一个光耦U2与PWM控制电路5的输入端连接，PWM控制电路5的输出端与转换器3的控制端连接；BUCK电路4的输出端与输出端口2连接。